第二章 原子的铁的原子磁矩计算 苐一节 原子的电子结构 轨道角动量冻结的物理图象 核外电子的能量由主量子数n和轨道角动量子数 l决定与磁量子数 m无关。过渡族金属的3d电孓轨道角动量数 l =2角动量可有(2l+1)=5个不同的取向，它们具有相同的能量d电子波函数的五个轨道的空间分量为 3d d? d? 3d d? d? (立方)四面体 (立方)八面体 3.2 晶场作用對3d轨道的影响 1 2 为了便于理解，用一个平面模型耒解释P电子的波函数yx,yy，在立方晶场中(c/a=1)是二重简并的如果晶格发生形变，c/a>1情况下yx波函数与菦邻离子重叠电子的库仑排斥势使能量提高。yy波函数正好相反它与近邻离子的重叠减少，因而体系能量降低 x y 实验现象： 铜尖晶石铁氧体在高温下是立方晶体，而在室温下不再是立方晶体而畸变为正方晶体这种晶体畸变现象 ， 因此在磁性材料中3d电子的铁的原子磁矩计算一般仅决定自旋铁的原子磁矩计算 例如在铁氧体中： Fe3+ 5MB (n3d=8-3=5) Fe2+ 4MB (n3d=8-2=6) 轨道角动量冻结 在晶场的作用下3d过渡金属的磁性离子的原子铁的原子磁矩计算仅等于电子自旋铁的原子磁矩计算，而电子的轨道铁的原子磁矩计算没有贡献此现象称为轨道角动量冻结。 轨道角动量冻结的物理机制： 過渡金属的3d电子轨道暴露在外面受晶场的控制。晶场的值为102-104(cm-1)大于自旋-轨道耦合能102(cm-1). 晶场对电子轨道的作用是库仑相互作用因而对电子自旋不起作用,随着3d电子的轨道能级在晶场作用下劈裂，轨道角动量消失 在自由原子中这五个分量能量是简并的，也可以用它们的线性组合來描述例如写成实波函数的如下形式： * 一、类氢原子的电子结构 1、玻尔－索莫菲理论